蓄电池生产充放电数据采集方法及系统与流程

本发明涉及数据处理。更具体地，本发明涉及蓄电池生产充放电数据采集方法及系统。

背景技术：

1、在清洁能源系统中，蓄电池扮演着至关重要的角色，它能够存储由清洁能源（如太阳能或风能）产生的电力，以便在能源生产不足或需求高峰时使用。为了确保蓄电池在充放电过程中的性能和安全性，通常需要采集和分析充放电过程中的相关数据。因此，精确且高效地采集这些数据显得尤为重要。

2、相关技术中，如公开号为cn112732684a的专利申请文件中公开了卫星蓄电池电流数据去噪方法及装置，该方法包括：根据连续n个采样点的卫星蓄电池电流数据获取连续n个采样点的电流变化特征数据；根据连续n个采样点中采样点的电流变化特征数据以及滤波条件，将连续n个采样点、连续n个采样点前1个采样点以及连续n个采样点后1个采样点从卫星蓄电池电流数据中移除。

3、然而，上述方案中设置的滤波条件是固定的，而不同应用场景的噪声特性可能不同，同一滤波条件可能无法适应所有的情况，且直接将数据移除，可能会导致有效数据的丢失，降低了处理后的数据的准确性，且设置的滤波条件较多，每个滤波条件均涉及到了多个参数，对于不同的场景需要的计算量较大，效率较低。

技术实现思路

1、为了解决数据滤波的效率较低，以及滤波后的数据的准确性较低的问题，本发明提供了蓄电池生产充放电数据采集方法及系统。

2、根据本发明的第一方面，提供了蓄电池生产充放电数据采集方法，包括：

3、获取蓄电池在充放电过程中的性能数据序列，确定性能数据序列中距离当前数据最近的变化点，将当前数据与变化点组成的数据段，作为当前数据段，变化点为与之前多个数据的整体变化趋势不同的数据点；

4、计算当前数据段的噪声水平，将噪声水平作为以预设值为底的指数函数的幂，进行幂次运算得到当前数据段的滤波增益；

5、对当前数据段进行线性回归得到回归直线，计算当前数据段内的数据与回归直线的距离的平均值的倒数，得到回归直线的拟合度，将回归直线的斜率与拟合度的乘积，作为当前数据段的变化速率；

6、更新滤波增益，更新后的滤波增益，为更新前的滤波增益，为变化速率，为预设值，为以自然常数为底的指数函数，利用更新后的滤波增益对当前数据段进行无穷滤波，得到当前数据的滤波结果，并将滤波结果作为最终采集数据。

7、本发明可以自适应调节对当前数据段进行h无穷滤波时的滤波增益，且在对滤波增益的过程中，综合了当前数据段的噪声水平以及变化速率，使得在提高响应速度的同时，可以准确地对当前数据段进行h无穷滤波处理，从而可以提高确定的最终采集数据的准确性。

8、优选的，计算当前数据段的噪声水平，包括：

9、确定对当前数据段进行聚类时的最优聚类数，将从1至最优聚类数之间的正整数作为参考值，将各参考值分别作为对当前数据段进行聚类时的聚类数，对当前数据段进行多次聚类处理，得到每次聚类的聚类结果；

10、计算任一次聚类完成后的类簇中心与最近邻类簇中心之间的距离的平均值，得到任一次聚类的聚类结果的分离度；

11、对每次聚类的聚类结果的分离度进行一阶差分得到一阶差分序列，计算一阶差分序列内各差分数据的累加和，对累加和的相反数进行归一化处理，得到当前数据段的噪声水平。

12、本发明利用了噪声数据较少时，聚类过程能够捕捉到清晰的局部结构和模式的特征，保证了确定噪声水平的准确性。

13、优选的，类簇中心与最近邻类簇中心之间距离为综合距离，综合距离的获取方法，包括：

14、获取任一次聚类完成后任一类簇的最近邻类簇，计算最近邻类簇中的数据点，与最近邻类簇的类簇中心之间的距离的平均值，并取倒数，得到最近邻类簇的聚类优度；

15、对聚类优度，以及任一类簇的类簇中心与最近邻类簇的类簇中心之间的距离进行乘法运算，得到任一类簇的类簇中心与最近邻类簇的类簇中心之间的综合距离。

16、本发明确定的综合距离，能够准确衡量每次聚类的聚类结果的分离度。

17、优选的，任一次聚类的聚类结果的分离度，满足如下关系式：

18、；

19、式中，为第次聚类的聚类结果的分离度；为第次聚类完成后得到的第个类簇的类簇中心，与第次聚类完成后得到的第个类簇的最近邻类簇的类簇中心之间的距离；为第次聚类完成后得到的第个类簇的最近邻类簇的聚类优度；为求和符号；为第次聚类完成后得到的类簇的数量。

20、优选的，当前数据段的噪声水平，满足如下关系式：

21、；

22、式中，为当前数据段的噪声水平；为一阶差分序列内各差分数据的累加和；为以自然常数为底的指数函数。

23、本发明采用了归一化的方式，可以将当前数据段的噪声水平限制在0-1内，从而可以降低基于噪声水平确定滤波增益时的计算难度。

24、优选的，确定性能数据序列中距离当前数据最近的变化点，包括：

25、对性能数据序列进行变化点检测，得到性能数据序列内的所有变化点，将对应的采样时刻，与当前时刻之间的时间间隔最短的变化点，作为性能数据序列中距离当前数据最近的变化点。

26、本发明可以保证确定的当前数据段内的数据的变化趋势，接近于线性，从而可以利用h无穷滤波的方式对当前数据段进行滤波处理，得到滤波后的当前数据。

27、优选的，对当前数据段进行线性回归得到回归直线，包括：

28、利用最小二乘法对当前数据段进行线性回归，得到当前数据段的拟合直线，将拟合直线作为回归直线。

29、根据本发明的第二方面，提供了蓄电池生产充放电数据采集系统，蓄电池生产充放电数据采集系统包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行计算机程序以实现本发明的第一方面的步骤。

30、本发明具有以下效果：

31、本发明确定的当前数据段内的数据的变化趋势接近于线性，使得能够利用鲁棒性较强的h无穷滤波方式，对当前数据段进行滤波处理，从而保证了确定的滤波后的数据的准确性；且结合当前数据段的噪声水平以及变化速率，自适应调整对当前数据段进行h无穷滤波时的滤波增益，使得能够在提高滤波数据的效率的同时，进一步提高得到的滤波后的数据，即最终采集数据的准确性。

技术特征：

1.蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述计算当前数据段的噪声水平，包括：

3.根据权利要求2所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述类簇中心与最近邻类簇中心之间距离为综合距离，所述综合距离的获取方法，包括：

4.根据权利要求3所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述任一次聚类的聚类结果的分离度，满足如下关系式：

5.根据权利要求2所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述当前数据段的噪声水平，满足如下关系式：

6.根据权利要求1所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述确定所述性能数据序列中距离当前数据最近的变化点，包括：

7.根据权利要求1所述的蓄电池生产充放电数据采集方法，其特征在于，所述对当前数据段进行线性回归得到回归直线，包括：

8.蓄电池生产充放电数据采集系统，其特征在于，所述蓄电池生产充放电数据采集系统包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，更具体地，本发明涉及蓄电池生产充放电数据采集方法及系统，所述方法包括：获取蓄电池在充放电过程中的性能数据序列，利用距离当前数据最近的变化点确定当前数据段，计算当前数据段的噪声水平，将噪声水平作为以预设值为底的指数函数的幂，得到当前数据段的滤波增益，对当前数据段进行线性回归得到回归直线，将回归直线的斜率与拟合度的乘积，作为当前数据段的变化速率，基于变化速率更新滤波增益，利用更新后的滤波增益对当前数据段进行无穷滤波，得到当前数据的滤波结果，并将滤波结果作为最终采集数据。本发明可以提高采集的数据的准确性。

技术研发人员：陈荣华,陈锐源,王德喜,赵通明
受保护的技术使用者：广州市凯捷电源实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5